1608年荷蘭米德爾堡眼鏡師漢斯·李波爾（Hans Lippershey）造出了世界上***架望遠鏡。一次，兩個小孩在李波爾的商店門前玩弄幾片透鏡，他們通過前后兩塊透鏡看遠處教堂上的風標，兩人興高采烈。李波爾賽拿起兩片透鏡一看，遠處的風標放大了許多。李波爾賽跑回商店，把兩塊透鏡裝在一個筒里，經過多次試驗，漢斯·李波爾發(fā)明了望遠鏡。1608年他為自己制作的望遠鏡申請專利，并遵從當局的要求，造了一個雙筒望遠鏡。據說小鎮(zhèn)好幾十個望遠鏡眼鏡匠都聲稱發(fā)明了望遠鏡，不過一般都認為漢斯·李波爾是望遠鏡的發(fā)明者。
望遠鏡發(fā)明的消息很快在歐洲各國流傳開了，意大利科學家伽利略得知這個消息之后，就自制了一個。***架望遠鏡只能把物體放大3倍。一個月之后，他制作的第二架望遠鏡可以放大8倍，第三架望遠鏡可以放大到20倍。1609年10月他作出了能放大30倍的望遠鏡。伽里略用自制的望遠鏡觀察夜空，***次發(fā)現了月球表面高低不平，覆蓋著山脈并有火山口的裂痕。此后又發(fā)現了木星的4個衛(wèi)星、太陽的黑子運動，并作出了太陽在轉動的結論。
幾乎同時，德國的天文學家開普勒也開始研究望遠鏡，他在《屈光學》里提出了另一種天文望遠鏡，這種望遠鏡由兩個凸透鏡組成，與伽利略的望遠鏡不同，比伽利略望遠鏡視野寬闊。但開普勒沒有制造他所介紹的望遠鏡。沙伊納于1613年—1617年間***制作出了這種望遠鏡，他還遵照開普勒的建議制造了有第三個凸透鏡的望遠鏡，把二個凸透鏡做的望遠鏡的倒像變成了正像。沙伊納做了8臺望遠鏡，一臺一臺地觀察太陽，無論哪一臺都能看到相同形狀的太陽黑子。因此，他打消了不少人認為黑子可能是透鏡上的塵埃引起的錯覺，證明了黑子確實是觀察到的真實存在。在觀察太陽時沙伊納裝上特殊遮光玻璃，伽利略則沒有加此保護裝置，結果傷了眼睛，***幾乎失明。荷蘭的惠更斯為了減少折射望遠鏡的色差在1665年做了一臺筒長近6米的望遠鏡，來探查土星的光環(huán)，后來又做了一臺將近41米長的望遠鏡。
1793年英國赫瑟爾（William Herschel），制做了反射式望遠鏡，反射鏡直徑為130厘米，用銅錫合金制成，重達1噸。
1845年英國的帕森（William Parsons）制造的反射望遠鏡，反射鏡直徑為1.82米。
1917年，胡克望遠鏡（Hooker Telescope）在美國加利福尼亞的威爾遜山天文臺建成。它的主反射鏡口徑為100英寸。正是使用這座望遠鏡，哈勃（Edwin Hubble）發(fā)現了宇宙正在膨脹的驚人事實。
1930年，德國人施密特（BernhardSchmidt）將折射望遠鏡和反射望遠鏡的***（折射望遠鏡像差小但有色差而且尺寸越大越昂貴，反射望遠鏡沒有色差、造價低廉且反射鏡可以造得很大，但存在像差）結合起來，制成了***臺折反射望遠鏡。
戰(zhàn)后，反射式望遠鏡在天文觀測中發(fā)展很快，1950年在帕洛瑪山上安裝了一臺直徑5.08米的海爾（Hale）反射式望遠鏡。
1969年，在前蘇聯高加索北部的帕斯土霍夫山上安裝了直徑6米的反射鏡。
1990年，NASA將哈勃太空望遠鏡送入軌道，然而，由于鏡面故障，直到1993年宇航員完成太空修復并更換了透鏡后，哈勃望遠鏡才開始***發(fā)揮作用。由于可以不受地球大氣的干擾，哈勃望遠鏡的圖像清晰度是地球上同類望遠鏡拍下圖像的10倍。
1993年，美國在夏威夷莫納克亞山上建成了口徑10米的“凱克望遠鏡”，其鏡面由36塊1.8米的反射鏡拼合而成。
2001年，設在智利的歐洲南方天文臺研制完成了“甚大望遠鏡”(VLT)，它由4架口徑8米的望遠鏡組成，其聚光能力與一架16米的反射望遠鏡相當。
2014年6月18日，智利將夷平賽羅亞馬遜（Cerro Amazones）山的山頂，用以安置世界上功率相當大的望遠鏡“歐洲特大天文望遠鏡”（英文縮寫E-ELT）。賽羅亞馬遜山位于阿塔卡馬（Atacama）沙漠，海拔3000米。E-ELT又稱“世界相當大的天空之眼”，寬近40米，重約2500噸，其亮度比現存望遠鏡高15倍，清晰度是哈勃望遠鏡的16倍。該望遠鏡造價8.79億英鎊（約合人民幣93億元），有望于2022年正式投入使用。
一批正在籌建中的望遠鏡又開始對莫納克亞山上的白色巨人兄弟發(fā)起了沖擊。這些新的競爭參與者包括30米口徑的“30米大望遠鏡”（Thirty Meter Telescope，簡稱TMT），20米口徑的大麥哲倫望遠鏡（Giant Magellan Telescope，簡稱GMT）和100米口徑的絕大望遠鏡（Overwhelming Large Telescope，簡稱OWL）。它們的倡議者指出，這些新的望遠鏡不僅可以提供像質遠勝于哈勃望遠鏡照片的太空圖片，而且能收集到更多的光，對100億年前星系形成時初態(tài)恒星和宇宙氣體的情況有更多的了解，并看清楚遙遠恒星周圍的行星。
